TWI400347B - 濺鍍式鍍膜裝置及鍍膜方法 - Google Patents

Description

濺鍍式鍍膜裝置及鍍膜方法

本發明涉及一種鍍膜裝置及鍍膜方法，尤其涉及一種濺鍍式鍍膜裝置及採用該濺鍍式鍍膜裝置之鍍膜方法。

濺鍍係利用等離子體產生之離子去撞擊陰極靶材，將靶材內之原子撞出而沈積於基材表面上堆積成膜層。由於濺鍍可另達成較佳之沈積效率、精確控制成份、以及較低之製造成本，是故於工業上被廣泛應用。

當前手機數碼相機鏡頭之應用已日漸普及，是故有必要提升其關鍵零部件之製造技術，以有效地降低其製造成本及提升其良率。作為相機鏡頭關鍵零部件之一之鏡頭模組通常包括鏡座、鏡筒以及收容於鏡筒內之鏡片、墊片(Spacer)、光圈、紅外截止濾光片(IR-cut Filter)等元件。鏡片之設計方法請參閱Chao等人於2000年IEEE系統、超聲波會議(2000 IEEE Ultrasonics Symposium)上發表之論文Aspheric lens design。

於鏡頭模組組裝過程中，通常需將該鏡片、墊片、光圈、紅外截止濾光片等元件通過一定順序裝入鏡筒，再將鏡筒旋入鏡座以組裝成一完整之鏡頭模組。另外，如圖1所示，為了降低該鏡頭模組受電磁干擾之程度，於對該鏡頭模組進行組裝前，一般還需於鏡座2a之外圓周面20a上濺鍍上一層防電磁干擾(Electromagnetic Interference，EMI)膜層，以提升組裝後鏡頭模組抗電磁幹擾之能力。

先前技術以濺鍍法來製備該鏡座2a外圓周面20a之膜層時，為了增加該膜層厚度之均勻度，需要使靶材1a於對該鏡座2a之外圓周面20a進行鍍膜時，該鏡座2a保持一定速度朝某一方向行進，且當該膜層之厚度需要調整時，還需根據膜層之厚度選擇靶材之數量，即膜層較薄時，可選用較少之靶材。然，當膜層較厚，且相對應地要求該靶材數量較多時，需要容置該複數靶材，使得製備該膜層之設備將不得不相應地增加體積，這於一定程度上增加了設備之更換頻率及由此帶來之經濟成本。

有鑒於此，有必要提供一種可於鍍膜過程中方便調節膜層厚度之濺鍍式鍍膜裝置及鍍膜方法。

下面將以實施例說明一種可於鍍膜過程中方便調節膜層厚度之濺鍍式鍍膜裝置及鍍膜方法。

本發明提供一種濺鍍式鍍膜裝置，其包括一鍍膜工作室；一運載裝置，其可沿該鍍膜工作室之底部之延伸方向做線性運動，該運載裝置包括一固定座及至少一承載台，該至少一承載台可繞該固定座旋轉且其相對於該固定座設置，用於承載工件；以及至少一靶材，其設置於該鍍膜工作室內，用於對該工件進行鍍膜。

以及，一種採用上述濺鍍式鍍膜裝置之濺鍍式鍍膜方法，其包括以下步驟： (1)提供一種上述濺鍍式鍍膜裝置，將待鍍膜工件裝載於先接近該至少一靶材之承載台上；(2)該承載台沿接近於該至少一靶材之方向作線性運動；(3)該至少一靶材對該工件進行鍍膜；(4)該承載台旋轉一預定角度，該至少一靶材對該工件進行二次濺鍍。

相對於先前技術，該濺鍍式鍍膜裝置及鍍膜方法經由設置一可沿鍍膜工作室作線性運動之運載裝置，並將該運載裝置之承載台設置為可繞該運載裝置之固定座旋轉，一方面，可經由該運載裝置帶動承載台上承載之工件依次進行鍍膜，從而可實現鍍膜之連續作業，並且提高膜層厚度之均勻度；另一方面，當工件表面所需之膜層較厚時，可經由將承載台旋轉一預定角度以對該工件進行二次濺鍍，是故，該濺鍍式鍍膜裝置可於不增加靶材之數量之前提下，實現對鍍膜過程中膜層之厚度之調節，進而可達到降低生產成本之目的。

1a‧‧‧靶材

20‧‧‧濺鍍式鍍膜裝置

2a‧‧‧鏡座

21‧‧‧鍍膜工作室

20a‧‧‧鏡座之外圓周面

22‧‧‧運載裝置

224‧‧‧旋轉單元

23‧‧‧靶材

210‧‧‧底部

24‧‧‧抽真空裝置

221‧‧‧傳輸裝置

70‧‧‧濺鍍式鍍膜裝置

222‧‧‧固定座

72‧‧‧裝載室

223‧‧‧轉盤

73‧‧‧卸載室

225a‧‧‧第一承載台

74‧‧‧加熱室

225b‧‧‧第二承載台

75‧‧‧清洗室

230‧‧‧靶電極

30b‧‧‧圓筒形結構

30‧‧‧鏡座

300b‧‧‧鏡座底座

30a‧‧‧圓筒形結構之外圓周面

圖1係習知採用濺渡法對鏡座進行鍍膜之原理示意圖。

圖2係本發明第一實施例提供之濺鍍式鍍膜裝置之結構示意圖。

圖3係鏡筒之結構示意圖。

圖4係圖2所示之濺鍍式鍍膜裝置對鏡座之外圓周面進行鍍膜之示意圖。

圖5係圖2所示之濺鍍式鍍膜裝置之轉盤翻轉旋轉180度以對鏡座之外圓周面進行二次鍍膜之示意圖。

圖6係圖2所示之濺鍍式鍍膜裝置對鏡座之外圓周面進行二次鍍膜之示意圖。

圖7係本發明第二實施例提供之濺鍍式鍍膜裝置之結構示意圖。

下面將結合圖式對本發明作進一步之詳細說明。

請參閱圖2及圖3，本發明第一實施例提供之一種濺鍍式鍍膜裝置20，用於對鏡座30之待鍍膜表面300b進行鍍膜。如圖3所示，該鏡座30通常包括一 底座30a及從該底座30a上延伸出來之一圓筒形結構30b，該防電磁幹擾膜層形成於該圓筒形結構30b之外圓周面300b上。

如圖2所示，該濺鍍式鍍膜裝置20包括一鍍膜工作室21，一運載裝置22以及一靶材23。

該鍍膜工作室21用以提供一真空濺鍍環境。通常，該鍍膜工作室21包括與該鍍膜工作室21相連通之一氣體入口(圖未示)及一氣體出口(未標示)。其中，氣體入口用於向鍍膜工作室21內導入放電氣體，例如氬氣、氮氣等，氣體出口用於使鍍膜工作室21於工作時保持一定之真空度。該氣體出口通常與一抽真空裝置24相連，該抽真空裝置24可為分子泵、洛茨真空泵或幹式機械真空泵等。

該運載裝置22包括一傳輸裝置221、一固定座222、一轉盤223、一旋轉單元224，以及至少一承載台如第一承載台225a及第二承載台225b。該傳輸裝置221設置於該鍍膜工作室21之底部210並可沿該底部210之延伸方向(如圖2中箭頭所示方向)做線性運動。優選地，該傳輸裝置221可為一傳輸帶，該固定座222設置於該傳輸裝置221上，該轉盤223進一步設置該固定座222上並可繞該固定座222旋轉。具體地，該轉盤223可通過與其軸心(未標示)相連接之旋轉單元224帶動旋轉，優選地，該旋轉單元224可為旋轉馬達元件或旋轉汽缸元件。

該第一承載台225a及第二承載台225b用於承載鏡座30，其分別設置於該轉盤223之兩端(未標示)且與該固定座222形成相對設置，由於該轉盤223可繞該固定座222旋轉，是故分別設置於該轉盤223之兩端上之第一承載台225a及第二承載台225b亦可繞該固定座222旋轉。具體地，該第一承載台225a及第二承載台225b可由導電材料，如鐵、鋁等金屬製成，其於濺鍍過程中充當陽極。於本實施例中，該第一承載台225a、第二承載台225b及旋 轉單元224位於同一條直線上，且該第一承載台225a與第二承載台225b分處該旋轉單元224之兩側，該第一承載台225a與該旋轉單元224間之距離等於該第二承載台225b與該旋轉單元224間之距離。

該靶材23設置於該鍍膜工作室21內，本實施例中，該靶材23為銅靶材，其數目可設置為三個，且該三個靶材沿圖2中箭頭，即該傳輸裝置221之運動方向分佈。另外，該三個靶材23分別可裝載於三個靶電極230，且該三個靶電極230可為板狀電極，其於濺鍍過程通常充當陰極且其開關狀態可分別獨立控制。

請進一步參閱圖4、圖5、圖6及圖7，下面將簡要描述一種利用本發明第一實施例所提供之濺鍍式鍍膜裝置20於鏡座30之外圓周面300b上製作具有防電磁幹擾膜層之濺鍍式鍍膜方法，其包括以下步驟：

(1)將待鍍膜工件裝載於可先接近該至少一靶材之承載台上。

如圖2所示，該轉盤223設置於該傳輸裝置221上，其將隨該傳輸裝置221沿該傳輸裝置221之運動方向(如圖2中箭頭所示方向)運動並接近該靶材23，於該傳輸裝置221之運動方向上定義該第一承載台225a於前，該第二承載台225b於後，並將該鏡座30設置於該第一承載台225a上。

(2)該承載台沿接近於該至少一靶材之方向作線性運動。

可以理解，當該轉盤223於該傳輸裝置221之帶動下進入該鍍膜工作室21時，可經由與鍍膜工作室21相連通之抽真空裝置24對鍍膜工作室21抽真空至預定壓力之真空狀態，並經由與鍍膜工作室21相連通之氣體入口向鍍膜工作室21通入放電氣體，如氬氣等。

(3)該至少一靶材對該工件進行鍍膜。

如圖4所示，當該鏡座30運動至與該銅靶材23相對時，可由外部電源(圖未示)向該靶電極230施加負電壓，另第一承載台225a接地(圖未示)，使得該銅靶材23表面上之放電氣體電離並產生等離子，通過該等離子之離子於銅靶材23上撞擊出原子或原子團，並將該原子團沈積於該待鍍膜之外圓周面300b，可於該外圓周面300b上形成一層銅膜層。

(4)該承載台旋轉一預定角度，該至少一靶材對該工件之表面進行二次濺鍍。

請一併參閱圖5及圖6，當該銅靶材23對該鏡座30之外圓周面300b進行鍍膜之同時，該傳輸裝置221繼續作線性運動，從而使承載於該第一承載台225a上之鏡座30依次分別與該三個銅靶材23相對並由該三個銅靶材23對其進行鍍膜，以使該鏡座30之外圓周面300b上之銅膜層厚度分佈均勻。當該鏡座30遠離該三個銅靶材23，使得該銅靶材23被撞擊出之原子或原子團未能到達該鏡座30之外圓周面300b以形成銅膜層時，該外部電源停止向該靶電極230施加負電壓，此時，該旋轉單元224旋轉以帶動該轉盤223旋轉一預定角度，如180度，如圖5中所示，可理解，由於此時該傳輸裝置221作線性運動之方向未變，所以該第一承載台225a旋轉180度後，其將再次於該傳輸裝置221之帶動下朝接近該三個銅靶材23之方向運動，以再一次依次分別與該三個銅靶材23相對，並由該三個銅靶材23對其進行二次鍍膜，如圖6所示。

由此可知，該鏡座30經歷兩次鍍膜後，其外圓周面300b上所鍍之銅膜層將可達到所需厚度。進一步地，可經由該傳輸裝置221將其移出該鍍膜工作室21。

可理解，當該鏡座30外圓周面300b所需之銅膜層之厚度較薄時，該第一承載台225a及第二承載台225b可分別承載一鏡座30，通過該傳輸裝置221帶 動該第一承載台225a及第二承載台225b作線性運動，可使該第一承載台225a及第二承載台225b上裝載之鏡座30依次分別與該三個銅靶材23相對，從而可利用該三個銅靶材23對該鏡座30進行一次鍍膜而達到所需之膜層厚度。當然，當該鏡座30外圓周面300b所需之銅膜層之厚度需進一步減薄時，還可通過選擇性地開關該三個靶電極230以選擇地性利用該三個銅靶材23對該鏡座30之外圓周面300b進行鍍膜，例如，可只開啟一靶電極230，並且只採用一銅靶材23對該鏡座30之外圓周面300b進行鍍膜。

於不增加該濺鍍式鍍膜裝置20之體積之前提下，該濺鍍式鍍膜裝置20還可進一步設置三個位於該鍍膜工作室21內且與該三個銅靶材23相鄰之不銹鋼靶材，以利用該三個不銹鋼靶極進一步於該鏡座30之外圓周面300b之銅膜層上濺鍍上一層不銹鋼膜層。

請參閱圖7，本發明第二實施例提供之一種濺鍍式鍍膜裝置70，其與本發明第一實施例提供之濺鍍式鍍膜裝置20結構基本相同，其區別在於：該濺鍍式鍍膜裝置70還進一步包括一裝載室72、一卸載室73、一加熱室74及一清洗室75，該傳輸裝置221分別設置於該裝載室72、加熱室74、清洗室75、鍍膜工作室21及卸載室73之底部210，該抽真空裝置24分別通過一抽氣管與該裝載室72、加熱室74、清洗室75及卸載室73相連通。

具體地，該裝載室72、加熱室74、清洗室75、鍍膜工作室21及卸載室73依次相鄰設置。其中，該裝載室72用於收容待鍍膜之鏡座30，該卸載室73用於收容已鍍膜之鏡座30。

該加熱室74用在於將該待鍍膜之鏡座30送入該清洗室75進行等離子清洗前，收容並加熱該鏡座30，以對該鏡座30進行乾燥，並提升該鏡座30於該鍍膜工作室21進行鍍膜時之鍍膜品質。

該清洗室75用在於將該鏡座30送入鍍膜工作室21進行鍍膜前，對該鏡座30之待鍍膜外圓周面300b進行等離子體清洗(plasma cleaning)，以使該鏡座30之待鍍膜外圓周面300b保持潔淨，從而於該鍍膜工作室21內獲得較佳之鍍膜效果。

該傳輸裝置221設置於該裝載室72、加熱室74、清洗室75、鍍膜工作室21及卸載室73之底部210，從而可帶動該鏡座30於依次分別於該裝載室72、加熱室74、清洗室75、鍍膜工作室21及卸載室73作線性運動。

另外，該抽真空裝置24可分別獨立地對該裝載室72、加熱室74、清洗室75、鍍膜工作室21及卸載室73抽真空，使該裝載室72、加熱室74、清洗室75、鍍膜工作室21及卸載室73之真空度可根據作業需要進行調整。

本發明第一實施例及第二實施例分別所提供之濺鍍式鍍膜裝置20、70，其經由設置一可沿鍍膜工作室21作線性運動之運載裝置22、並將該運載裝置22之第一承載台225a及第二承載台225b設置為可繞該運載裝置22之旋轉單元224旋轉，一方面，可經由該運載裝置22帶動該第一承載台225a及第二承載台225b上承載之鏡座30依次進行鍍膜，從而可實現鍍膜之連續作業，並且提高膜層厚度之均勻度；另一方面，當鏡座30外圓周面300b所需之膜層較厚時，可經由將該第一承載台225a及第二承載台225b旋轉一預定角度以對該鏡座30進行二次濺鍍，是故，該濺鍍式鍍膜裝置20、70可於不增加靶材23之數量之前提下，實現對鍍膜過程中膜層之厚度之調節，進而可達到降低生產成本之目的。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

1a‧‧‧靶材

20‧‧‧濺鍍式鍍膜裝置

2a‧‧‧鏡座

21‧‧‧鍍膜工作室

20a‧‧‧鏡座之外圓周面

22‧‧‧運載裝置

224‧‧‧旋轉單元

23‧‧‧靶材

210‧‧‧底部

24‧‧‧抽真空裝置

221‧‧‧傳輸裝置

70‧‧‧濺鍍式鍍膜裝置

222‧‧‧固定座

72‧‧‧裝載室

223‧‧‧轉盤

73‧‧‧卸載室

225a‧‧‧第一承載台

74‧‧‧加熱室

225b‧‧‧第二承載台

75‧‧‧清洗室

230‧‧‧靶電極

30b‧‧‧圓筒形結構

30‧‧‧鏡座

300b‧‧‧鏡座底座

30a‧‧‧圓筒形結構之外圓周面

Claims (10)

1. 一種濺鍍式鍍膜裝置，其包括：一鍍膜工作室；一運載裝置，其可沿所述之鍍膜工作室之底部之延伸方向做線性運動，該運載裝置包括一固定座及至少一承載台，該至少一承載台可繞該固定座旋轉且其相對於該固定座設置，用於承載工件；以及至少一靶材，其設置於所述之鍍膜工作室內，用於對該工件進行鍍膜。
2. 如申請專利範圍第1項所述之濺鍍式鍍膜裝置，其中，該運載裝置包括：一傳輸裝置，其設置於該工作室之底部並可沿該工作室之底部之延伸方向做線性運動，該固定座設置於該傳輸裝置上；一轉盤，其設置所述之固定座上並可繞該固定座旋轉，該至少一承載台設置於該轉盤之端部；一旋轉單元，其與所述之轉盤之軸心相連接，用於帶動該轉盤旋轉。
3. 如申請專利範圍第2項所述之濺鍍式鍍膜裝置，其中，該傳輸裝置為傳輸帶。
4. 如申請專利範圍第2項所述之濺鍍式鍍膜裝置，其中，該旋轉單元為旋轉馬達元件或旋轉汽缸元件。
5. 如申請專利範圍第1項所述之濺鍍式鍍膜裝置，其中，該濺鍍式鍍膜裝置進一步包括一清洗室，該清洗室與該鍍膜工作室相鄰設置，用於收容並清洗該工件。
6. 如申請專利範圍第5項所述之濺鍍式鍍膜裝置，其中，該濺鍍式鍍膜裝置進一步包括一加熱室，該加熱室與該清洗室相鄰設置，用於收容並對該工件進行乾燥。
7. 如申請專利範圍第6項所述之濺鍍式鍍膜裝置，其中，該濺鍍式鍍膜裝置進一步包括一裝載室及一卸載室，該裝載室與該加熱室相鄰設置，該卸載室與該鍍膜工作室相鄰設置，該裝載室用於收容待鍍膜之工件，該卸載室用於收容已鍍膜之工件。
8. 如申請專利範圍第7項所述之濺鍍式鍍膜裝置，其中，該濺鍍式鍍膜裝置進一步包括一抽真空裝置，該抽真空裝置通過一抽氣管分別與該裝載室、該加熱室、該清洗室、該鍍膜工作室及該卸載室相連通，以分別獨立地對該裝載室、加熱室、清洗室、鍍膜工作室及卸載室抽真空。
9. 如申請專利範圍第1項所述之濺鍍式鍍膜裝置，其中，該濺鍍式鍍膜裝置進一步包括設置於該工作室內之至少一靶電極，該每一靶電極分別對應裝載每一靶材。
10. 一種濺鍍式鍍膜方法，其包括以下步驟：(1)提供一種如申請專利範圍第1項所述之濺鍍式鍍膜裝置，將待鍍膜工件裝載於先接近該至少一靶材之承載台上；(2)所述之承載台沿接近於該至少一靶材之方向作線性運動；(3)所述之至少一靶材對該工件進行鍍膜；(4)所述之承載台旋轉一預定角度，該至少一靶材對該工件進行二次濺鍍。